DisableExplicitGC和Direct ByteBuffer

 

    如果在JVM 的配置中添加了DisableExplicitGC这个配置，但是同时应用中有用到了Direct ByteBuffer（例如用到了NIO框架mina），此时会由于内存问题导致OOM，之前有所了解，但是没有仔细看过，最近同事排查了一个这种问题，然后决定扫盲一下，期间重点参照撒迦（不得不佩服他在JVM上的权威​）的这篇Topic（http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/27945）。

    （1）DisableExplicitGC这个配置的作用是啥？

-XX:+DisableExplicitGC标志自动将System.gc()调用转换成一个空操作，就是应用中调用System.gc()会变成一个空操作。最主要的原因是为了防止某些手贱的同学在代码里到处写System.gc()的调用而干扰了程序的正常运行吧。有些应用程序本来可能正常跑一天也不会出一次full GC，但就是因为有人在代码里调用了System.gc()而不得不间歇性被暂停。

    （2）应用中调用System.gc()会有啥影响？

在Oracle/Sun JDK这个具体实现上，System.gc()的默认效果是引发一次stop-the-world的full GC，对整个GC堆做收集，对于应用的影响可想而知。

    （3）DisableExplicitGC这个设置了会有啥坑？

其中一种情况是下述三个条件同时满足时会发生的： 

1、应用本身在GC堆内的对象行为良好，正常情况下很久都不发生full GC； 

2、应用大量使用了NIO的direct memory，经常、反复的申请DirectByteBuffer 

3、使用了-XX:+DisableExplicitGC 

此时有可能会抛出这个异常：java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory  

    （4）Direct  ByteBuffer有啥值得注意的地方？

1、DirectByteBuffer没有finalizer，它的native memory的清理工作是通过sun.misc.Cleaner自动完成的。 

2、sun.misc.Cleaner是一种基于PhantomReference的清理工具，比普通的finalizer轻量些。

做full GC的话会对old gen做reference processing，进而能触发Cleaner对已死的DirectByteBuffer对象做清理工作。

而如果很长一段时间里没做过GC或者只做了young GC的话则不会在old gen触发Cleaner的工作，

那么就可能让本来已经死了的、但已经晋升到old gen的DirectByteBuffer关联的native memory得不到及时释放。

3、为DirectByteBuffer分配空间过程中会显式调用System.gc()，以期通过full GC来强迫已经无用的DirectByteBuffer对象释放掉它们关联的native memory： 

 

这几个实现特征使得Oracle/Sun JDK 6依赖于System.gc()触发GC来保证DirectByteMemory的清理工作能及时完成。

如果打开了-XX:+DisableExplicitGC，清理工作就可能得不到及时完成，于是就有机会见到direct memory的OOM。

    （5）使用了Direct  ByteBuffer应该咋处理？

如果你在使用Oracle/Sun JDK 6，应用里有任何地方用了direct memory，那么使用-XX:+DisableExplicitGC要小心。

如果用了该参数而且遇到direct memory的OOM，可以尝试去掉该参数看是否能避开这种OOM。

如果担心System.gc()调用造成full GC频繁，可以尝试下面提到 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent 参数 

（ -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent  System.gc()和应用程序并发执行，就是不stop-the-world）

-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent 或 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses 

这两个参数也是用来改变System.gc()的默认行为用的；不同的是这两个参数只能配合CMS使用（-XX:+UseConcMarkSweepGC），

而且System.gc()还是会触发GC的，只不过不是触发一个完全stop-the-world的full GC，而是一次并发GC周期。 

CMS GC周期中也会做reference processing。

所以如果用这两个参数的其中一个，而不是用-XX:+DisableExplicitGC的话，就避开了由full GC带来的长GC pause，

同时NIO direct memory的OOM也不会那么容易发生。

    （6）MaxDirectMemorySize 与 NIO direct memory 的默认上限 

-XX:MaxDirectMemorySize 是用来配置NIO direct memory上限用的VM参数。

 MaxDirectMemorySize没显式配置的时候，NIO direct memory可申请的空间的上限就是-Xmx减去一个survivor space的预留大小。 

    （7）HeapDump位置问题

-XX:+HeapDumpBeforeFullGC、-XX:+HeapDumpAfterFullGC、-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 这几个参数可以在不同条件下做出HPROF格式的heap dump。

如果不想费神去摸索到底各种环境被配置成什么样、“working directory”到底在哪里的话，就在VM启动参数里加上 -XX:HeapDumpPath=一个绝对路径 吧。这样，自动做出的heap dump就会被存到指定的目录里去。